4. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀTÀI
3.3.1. Đặc điểm diễn biến của quá trình sấy
Ở chế độ mà tốc độ chuyển đông động của dòng khí, nhiệt độ sấy không lớn đồng thời vật cóđộ ẩm tương đối cao thì quá trình sấy diễn ra theo 3 giai đoạn như sau:
- Giai đoạn làm nóng vật
Giai đoạn này từ khi vật bắt đầu tiếp xúc với tác nhân sấy cho đến khi nhiệt độ của vật đạt đến bằng nhiệt độ của nhiêt kế ướt (trong buồng sấy). Trong quá trình này toàn bô vật được gia nhiệt ẩm lỏng, trong vật cũng được gia nhiệt cho đến khi đạt nhiệt độ sôi ứng với phân áp suất hơi nước trong môi trường không khí trong buồng sấy (tu). Độ được làm nóng nên độ ẩm của vật có giảm đi chút ít do bay hơi ẩm còn nhiệt độ của vật thì tăng dần từ nhiệt độ ban đầu cho đến khi bằng nhiệt kế ướt. Tuỳ vật tăng nhiệt độ trong quá trình xảy ra không đồng đều ở phần ngoài và phần trong vật. Vùng trong vật đạt tới tu chậm hơn. Đối với những vật dễ sấy thì giai đoạn vật làm nóng xảy ra rất nhanh.
- Giai đoạn tốc độ sấy không đổi
Kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ vật bằng đô nhiệt kế ướt. Tiếp tục cung cấp nhiệt, ẩm trong vật sấy sẽ hoá hơi còn nhiệt độ của vật giữ không đổi nên nhiệt lượng cung cấp chỉ để làm hoá hơi nước. Ẩm sẽ hoá hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật, ẩm lỏng ở bên trongvật sẽ truyền ra ngoài bề mặt vật để hoá hơi. Do nhiệt độ không khí nóng không đổi, nhiệt độ vật cũng không đổi. Do vậy tốc độ ẩm bay hơi ẩm của vật cũng không đổi.
Điều này làm cho tốc độ giảm của độ chứa ẩm của vật theo thời gian
t u
không đổi, có nghĩa là tốc độ sấy không đổi
t u
= const.
Trong giai đoạn sấy tốc độ không đổi biến thiên của chứa ẩm theo thời gian là tuyến tính. Ẩm được thoát ra trong giai đoạn này là ẩm tự do. Khi độ ẩm của vật đạt
tới trị số giới hạn uk = ucb max . Thì giai đoạn sấy không đổi chấm dứt. Đổng thời cũng là chấm dứt giai đoạn thoát ẩm tự do chuyển sang giai đoạn sấy tốc độ giảm.
- Giai đoạn sấy tốc độ giảm dần
Kết thúc giai đoạn sấy tốc độ không đổi, ẩm tự do đã bay hơi hết còn lại trong vật là ẩm liên kết lớn hơn so với ẩm tự do và càng tăng lên khi độ ẩm của vật càng nhỏ (ẩm liênkếtcàng chặt). Do vậy tốc độ bay hơi ẩm trong giai đoạn này nhỏ hơn giai đoạn sấy tốc đô không đổi có nghĩa là tốc độ sấy trong này nhỏ hơn và càng giảm đi theo thời gian sấy. Quá trình càng tiếp diễn, độ ẩm của vật càng giảm, tốc độ sấy cũng giảm cho đến khi độ ẩm của vật giảm đến bằng độ ẩm cân bằng độ ẩm cân bằng ứng với điều kiện môi trường không khí ẩm trong buồng sấy (ucb ,Wcb) thì quá trình thoát ẩm của vật ngừng lại có nghĩa là tốc độ sấy bằng 0 ( 0
t u
). Trong giai đoạn sấy tốc độ giảm nhiệt độ sấy tăng lên lớn hơn nhiệt độ nhiệt kế ướt. Nhiệt độ ở các lớp bên ngoài bề mặt tăng nhanh hơn còn càng sâu vào bên trong vật nhiệt độ tăng chậm do đó hình thành Gradient nhiệt độ trong vật sấy. Khi độ ẩm vật đạt đến độ ẩm cân bằng thì lúc này giữa vật sấy và môi trường có sự cân bằng nhiệt ẩm. Có nghĩa là không có sự trao đổi nhiệt và chất giữa vật và môi trường (nhiệt độ vật bằng nhiệt đô môi trường, còn độ ẩm của vật là độ ẩm cân bằng). ở cuối quá trình sấy do tốc đô nhỏ nên thời gian sấy kéo dài. Về lý thuyết để cho độ ẩm giảm đến độ ẩm cân bằng thì thời gian sấy τ
tức là đường cong W = f (t) tiệm cận với đường thẳng.
Wcb = const.Tuy vậy trong thực tế người ta sấy đến độ ẩm cuối u2 (W2 ) lớn hơn độ ẩm cân bằng.
Độ ẩm cân bằng phụ thuôc vào độ ẩm tương đối và nhiệt độ không khí trong buồng sấy mà độ ẩm cuối của sản phẩm sấy có thể đạt đến sẽ khác nhau. Cần chú ý tới điều kiện trên khi chọn nhiệt độ và độ ẩm của không khí tiếp xúc với vật liệu sấy ở giai đoạn cuối quá trình sấy.